FR2736716A1 - TORQUE MEASURING DEVICE, PARTICULARLY FOR A MOTOR ACTIVATOR OF A FUNCTIONAL MEMBER OF A MOTOR VEHICLE - Google Patents
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Abstract
Ce dispositif de mesure de couple notamment pour un motoréducteur d'activation d'un organe fonctionnel d'un véhicule automobile, du type comportant un moteur électrique (1) à aimants permanents dont l'arbre de sortie (2) est relié à une vis sans fin (3) associée à une roue (4) elle-même reliée à travers des moyens formant amortisseur déformable élastiquement (5) à un organe de sortie (6) du motoréducteur, est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (9, 10) de détermination des déplacements angulaires de la roue et de l'organe de sortie, reliés à des moyens (8) de détermination du couple résistant appliqué sur cet organe de sortie à partir du déplacement angulaire relatif entre la roue et l'organe.This torque measuring device, in particular for a geared motor for activating a functional member of a motor vehicle, of the type comprising an electric motor (1) with permanent magnets, the output shaft (2) of which is connected to a screw endless (3) associated with a wheel (4) itself connected through means forming an elastically deformable damper (5) to an output member (6) of the geared motor, is characterized in that it comprises means (9 , 10) for determining the angular displacements of the wheel and of the output member, connected to means (8) for determining the resistive torque applied to this output member from the relative angular displacement between the wheel and the member .
Description
La présente invention concerne un dispositif deThe present invention relates to a device for
mesure de couple notamment pour un motoréducteur d'activa- torque measurement, in particular for an activating gearmotor
tion d'un organe fonctionnel d'un véhicule automobile. tion of a functional organ of a motor vehicle.
Plus particulièrement, la présente invention concerne un dispositif de mesure de couple pour un motoré- ducteur du type comportant un moteur électrique à aimants permanents dont l'arbre de sortie est relié à une vis sans fin associée à une roue, elle-même reliée à travers des moyens formant amortisseur déformable élastiquement, à un More particularly, the present invention relates to a torque measuring device for a gear motor of the type comprising an electric motor with permanent magnets, the output shaft of which is connected to a worm screw associated with a wheel, itself connected to through means forming an elastically deformable damper, at a
organe de sortie du motoréducteur.motor gearbox output member.
De tels dispositifs sont par exemple utilisés dans les ensembles de lèvevitres ou de toits ouvrants Such devices are for example used in sets of window regulators or sunroofs
électriques de véhicules automobiles. electric motor vehicles.
On sait que l'un des problèmes les plus impor- We know that one of the most important problems
tants concernant le fonctionnement de ces ensembles est leur sécurité de fonctionnement et en particulier le contrôle du fonctionnement de ceux- ci lorsqu'un objet quelconque est coincé par exemple entre une vitre et le As far as the operation of these assemblies is concerned, their operational safety and in particular the control of their operation when any object is trapped, for example between a window and the
reste d'une porte du véhicule.remains of a vehicle door.
Ce fonctionnement peut être contrôlé par exemple à partir de la vitesse de rotation de l'arbre de sortie du moteur d'entraînement de l'ensemble, du courant consommé par celui-ci ou encore du couple résistant appliqué sur This operation can be controlled, for example, from the speed of rotation of the output shaft of the drive motor of the assembly, from the current consumed by it or from the resistive torque applied to
l'arbre de sortie de celui-ci.the output shaft of it.
On connait en effet des dispositifs de mesure de couple qui sont insérés entre deux portions d'arbre coaxiales d'entraînement reliant un organe menant et un Torque measurement devices are indeed known which are inserted between two portions of coaxial drive shaft connecting a driving member and a
organe mené de ce type d'ensembles. led organ of this type of sets.
C'est ainsi par exemple que l'on connait des dispositifs de mesure de couple qui sont insérés entre deux portions d'arbre reliées à un organe menant, tel qu'un moteur électrique et à un organe mené, tel qu'un For example, we know torque measuring devices which are inserted between two shaft portions connected to a driving member, such as an electric motor and to a driven member, such as a
mécanisme à roue et vis sans fin de manoeuvre d'un méca- wheel and worm mechanism for operating a mechanical
nisme de lève-vitre, et qui comportent deux disques disposés en regard l'un de l'autre dans des plans à peu près perpendiculaires à l'axe des portions d'arbre et window regulator, and which comprise two discs arranged opposite one another in planes approximately perpendicular to the axis of the shaft portions and
portant à leur périphérie des moyens de codage de posi- carrying on their periphery means of coding of posi-
tion, reliés chacun à une portion d'arbre et l'un à tion, each connected to a portion of a tree and one to
l'autre par un tampon de matériau élastiquement déforma- the other by a pad of elastically deformed material
ble, tandis que des moyens de détection de position sont disposés en regard des moyens de codage de position des disques. La sortie de ces moyens de détection de position est reliée à des moyens de détermination de couple par analyse des informations délivrées par ces moyens de ble, while position detection means are arranged opposite the disc position coding means. The output of these position detection means is connected to torque determination means by analyzing the information delivered by these means of
détection de position.position detection.
On sait également que les moyens de codage de We also know that the coding means of
position et les moyens de détection de position correspon- position and the corresponding position detection means
dants peuvent être formés par des moyens optiques ou dants can be formed by optical means or
magnétiques.magnetic.
Cependant, la structure de ces dispositifs est telle qu'il est nécessaire de prévoir deux portions However, the structure of these devices is such that it is necessary to provide two portions
d'arbre entre lesquelles sont insérés ceux-ci. between which these are inserted.
Or, ceci peut présenter un certain nombre Now, this can present a certain number
d'inconvénients.disadvantages.
Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. The object of the invention is therefore to solve these problems.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispo- To this end, the subject of the invention is a provision
sitif de mesure de couple notamment pour un motoréducteur torque measurement device especially for a geared motor
d'activation d'un organe fonctionnel d'un véhicule automo- activation of a functional organ of a motor vehicle
bile, du type comportant un moteur électrique à aimants permanents dont l'arbre de sortie est relié à une vis sans fin associée à une roue ellemême reliée à travers des moyens formant amortisseur déformable élastiquement, à un organe de sortie du motoréducteur, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de détermination des déplacements angulaires de la roue et de l'organe de sortie, reliés à des moyens de détermination du couple résistant appliqué sur cet organe de sortie à partir du déplacement angulaire bile, of the type comprising an electric motor with permanent magnets, the output shaft of which is connected to a worm screw associated with a wheel itself connected by means forming an elastically deformable damper, to an output member of the gearmotor, characterized in that that it comprises means for determining the angular displacements of the wheel and of the output member, connected to means for determining the resistive torque applied to this output member from the angular displacement
relatif entre la roue et l'organe.relative between the wheel and the member.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de The invention will be better understood on reading
la description qui va suivre, donnée uniquement à titre the description which follows, given only as
d'exemple et faite en se référant au dessin annexé qui représente une vue partielle en perspective éclatée d'un dispositif de mesure de couple selon l'invention. On reconnaît en effet sur cette figure, un example and made with reference to the accompanying drawing which shows a partial exploded perspective view of a torque measuring device according to the invention. We recognize in this figure, a
dispositif de mesure de couple notamment pour un motoré- torque measurement device, in particular for a motor-
ducteur d'activation d'un organe fonctionnel de véhicule activator of a functional vehicle
automobile, tel qu'un lève-vitre.automobile, such as a window regulator.
Ce dispositif comporte un moteur électrique à aimants permanents désignés par la référence générale 1 sur cette figure, dont l'arbre de sortie 2 est relié à une This device comprises an electric motor with permanent magnets designated by the general reference 1 in this figure, the output shaft 2 of which is connected to a
vis sans fin 3 associée à une roue 4. worm 3 associated with a wheel 4.
Cette roue 4 est elle-même reliée à travers des moyens formant amortisseur déformable élastiquement 5 à un organe de sortie du motoréducteur désigné par la référence This wheel 4 is itself connected through means forming an elastically deformable damper 5 to an output member of the geared motor designated by the reference
générale 6.general 6.
Selon l'invention, ce dispositif comporte des moyens de détermination des déplacements angulaires de la roue et de l'organe de sortie, reliés à des moyens de détermination du couple résistant appliqué sur cet organe de sortie à partir du déplacement angulaire relatif entre According to the invention, this device comprises means for determining the angular displacements of the wheel and of the output member, connected to means for determining the resistive torque applied to this output member from the relative angular displacement between
la roue et l'organe.the wheel and the organ.
Ces moyens de détermination des déplacements angulaires de la roue et de l'organe de sortie sont désignés par la référence générale 7 sur cette figure, tandis que les moyens de détermination du couple résistant These means for determining the angular displacements of the wheel and of the output member are designated by the general reference 7 in this figure, while the means for determining the resisting torque
sont désignés par la référence générale 8. are designated by the general reference 8.
Avantageusement, les moyens de détermination des déplacements angulaires comprennent des codeurs angulaires Advantageously, the means for determining the angular displacements comprise angular encoders
de position associés l'un à la roue 4 et l'autre à l'or- position associated one with the wheel 4 and the other with the
gane de sortie 6.outlet shaft 6.
Le codeur angulaire de position associé à la roue 4 est désigné par la référence générale 9 sur cette figure, tandis que le codeur angulaire de position associé à l'organe de sortie 6 est désigné par la référence The angular position encoder associated with the wheel 4 is designated by the general reference 9 in this figure, while the angular position encoder associated with the output member 6 is designated by the reference
générale 10.general 10.
En fait, et selon le mode de réalisation repré- In fact, and according to the embodiment shown
senté sur cette figure, les codeurs de position peuvent comporter des frotteurs associés à des pistes codées d'un felt in this figure, the position encoders may include wipers associated with tracks coded with a
disque fixé sur le reste du dispositif. disc attached to the rest of the device.
C'est ainsi par exemple que le codeur 9 comporte un premier frotteur 11, tandis que le codeur 10 comporte Thus, for example, the encoder 9 comprises a first wiper 11, while the encoder 10 comprises
un second frotteur 12.a second wiper 12.
Ces frotteurs sont associés à des pistes respec- These wipers are associated with respective tracks.
tivement 13 et 14 d'un disque de codage de position 15 13 and 14 of a position coding disc 15
fixé sur le reste du dispositif.attached to the rest of the device.
On conçoit alors qu'une première partie de chaque codeur, c'est-à-dire par exemple un frotteur, est reliée à un élément correspondant, roue ou organe de sortie, et qu'une seconde partie de chacun de ceux-ci, c'est-à-dire par exemple une piste codée, est reliée à une It is therefore conceivable that a first part of each encoder, that is to say for example a wiper, is connected to a corresponding element, wheel or output member, and that a second part of each of these, that is to say for example a coded track, is connected to a
partie fixe du dispositif.fixed part of the device.
Par ailleurs, la première partie du codeur 10 Furthermore, the first part of the encoder 10
est fixé directement sur l'organe de sortie 6, cette pre- is fixed directly to the outlet member 6, this pre-
mière partie étant par exemple le frotteur 12 de ce codeur, tandis que la première partie de l'autre codeur 9, c'est à dire par exemple le frotteur 11 de ce codeur, est first part being for example the wiper 12 of this encoder, while the first part of the other encoder 9, that is to say for example the wiper 11 of this encoder, is
montée rotative sur cet organe de sortie 6 par l'intermé- rotatably mounted on this outlet member 6 by means of
diaire par exemple d'une pièce de montage désignée par la diary for example of a mounting part designated by the
référence générale 16 sur cette figure, des moyens d'en- general reference 16 in this figure, means of
traînement en rotation disposés sur cet organe de sortie 6, étant interposés entre cette pièce de montage 16 et la rotational drag arranged on this outlet member 6, being interposed between this mounting part 16 and the
roue 4.wheel 4.
Sur cette figure, ces moyens d'entraînement en rotation sont désignés par la référence générale 17 et comprennent par exemple deux pignons 18 et 19 engrenant l'un avec l'autre et dont l'un, 18, est associé à une portion dentée interne 20 de la roue 4 et l'autre 19, est associée à une portion dentée 21 de la pièce de montage 16. En fait, ces moyens d'entraînement en rotation constituent des moyens d'amplification de mouvement permettant d'amplifier le déplacement angulaire relatif entre la roue et l'organe de sortie afin d'améliorer la In this figure, these rotary drive means are designated by the general reference 17 and comprise for example two pinions 18 and 19 meshing with each other and one of which, 18, is associated with an internal toothed portion 20 of the wheel 4 and the other 19, is associated with a toothed portion 21 of the mounting part 16. In fact, these rotary drive means constitute movement amplification means making it possible to amplify the angular displacement relative between the wheel and the output member to improve the
précision du dispositif de mesure.accuracy of the measuring device.
La pièce de montage 16 comporte comme on peut le voir sur cette figure, un moyeu 22 monté rotatif sur l'organe de sortie 6 et muni de la portion dentée 21 The mounting part 16 comprises, as can be seen in this figure, a hub 22 rotatably mounted on the outlet member 6 and provided with the toothed portion 21
coopérant avec le pignon 19 et un bras radial 23 à l'ex- cooperating with the pinion 19 and a radial arm 23 to the ex-
trémité duquel est fixé le frotteur 11 du codeur 9. end of which the friction shoe 11 of the encoder 9 is fixed.
Les moyens formant amortisseur 5 comprennent quant à eux une rondelle élastique par exemple de section trapézoïdale, désignée par la référence générale 24 sur cette figure, sur les bords interne et externe de laquelle sont prévues des bagues d'accouplement, respectivement 25 The damper means 5 comprise an elastic washer, for example of trapezoidal section, designated by the general reference 24 in this figure, on the inner and outer edges of which are provided coupling rings, respectively 25
et 26, adaptées pour coopérer avec des moyens complémen- and 26, adapted to cooperate with complementary means
taires respectivement 27, de la roue 4 et 28, de l'organe shutters respectively 27, of the wheel 4 and 28, of the member
de sortie 6 du motoréducteur.output 6 of the gearmotor.
On conçoit alors que le fonctionnement de ce We can then see that the functioning of this
dispositif est le suivant.device is as follows.
Le moteur électrique 1 entraîne par l'intermé- The electric motor 1 drives through
diaire de son arbre de sortie 2, la vis sans fin 3 qui diary of its output shaft 2, the worm 3 which
fait tourner la roue 4.spins the wheel 4.
Cette roue fait tourner par l'intermédiaire des moyens d'amortissement 5 et des moyens d'accouplement This wheel rotates by means of damping means 5 and coupling means
complémentaires correspondants, l'organe de sortie 6. complementary corresponding, the output member 6.
Si aucun couple résistant n'est appliqué sur cet organe de sortie, l'organe formant amortisseur ne se déforme pas ou se déforme très peu et les frotteurs des If no resistive torque is applied to this output member, the damper member does not deform or deform very little and the friction shoes of the
codeurs 9 et 10 se déplacent de manière correspondante. encoders 9 and 10 move correspondingly.
Par contre, si un couple résistant est appliqué sur cet organe de sortie 6, les moyens formant amortisseur 5 se déforment, de sorte qu'un déplacement angulaire relatif se produit entre l'organe de sortie 6 et la roue 4. Le frotteur 12 du codeur 10 étant relié à cet organe de sortie 6 et la pièce de montage 16 de support du frotteur 11 du codeur 9 étant associée à la roue 4 par l'intermédiaire des moyens d'amplification de mouvement 17, la déformation des moyens formant amortisseur se traduit par un déplacement angulaire de la pièce de montage 16 et du frotteur 11, associées à la roue 4, par On the other hand, if a resistive torque is applied to this outlet member 6, the damper means 5 deform, so that a relative angular displacement occurs between the outlet member 6 and the wheel 4. The wiper 12 of the encoder 10 being connected to this outlet member 6 and the mounting part 16 for supporting the wiper 11 of the encoder 9 being associated with the wheel 4 by means of movement amplification means 17, the deformation of the damper means translated by an angular displacement of the mounting part 16 and the wiper 11, associated with the wheel 4, by
rapport au frotteur 12, associé à l'organe de sortie 6. compared to the wiper 12, associated with the outlet member 6.
Ceci se traduit alors par des informations de sortie de ces codeurs de position qui sont décalées et représentatives du déplacement angulaire entre la roue et This then results in output information from these position encoders which are offset and representative of the angular displacement between the wheel and
l'organe de sortie, de sorte que les moyens 8 de détermi- the output member, so that the means 8 for determining
nation du couple résistant peuvent détecter ce décalage à partir de ces informations et déterminer ce couple à nation of the resistant couple can detect this offset from this information and determine this couple at
partir de ce décalage.from this offset.
On notera que ces moyens comprennent tout organe Note that these means include any organ
de détermination connu dans l'état de la technique. of determination known in the prior art.
Ceci permet alors de détecter un couple résis- This then makes it possible to detect a resisting torque
tant appliqué sur le motoréducteur et d'agir sur le fonctionnement de celui-ci pour assurer sa sécurité de applied to the gearmotor and to act on its operation to ensure its safety
fonctionnement par exemple en inversant le sens de rota- operation for example by reversing the direction of rotation
tion de celui-ci pour éviter tout risque de blessure d'un utilisateur dont par exemple la main serait coincée entre tion to avoid any risk of injury to a user whose hand, for example, is trapped between
une vitre et le reste d'une portière du véhicule. a window and the rest of a vehicle door.
On notera bien entendu que différents modes de réalisation de ce dispositif peuvent être envisagés et que les moyens de détermination des déplacements angulaires de la roue et de l'organe de sortie peuvent être formés par des moyens autres que des codeurs angulaires à frotteurs et pistes codées correspondantes, comme par exemple par It will of course be noted that different embodiments of this device can be envisaged and that the means for determining the angular displacements of the wheel and of the output member can be formed by means other than angular encoders with friction shoes and coded tracks corresponding, for example by
des moyens optiques, magnétiques ou autres. optical, magnetic or other means.
Le degré d'amplification de déplacement de l'un des frotteurs dépend du rapport de transmission de la chaine de moyens d'engrènement prévus entre la roue et la The degree of amplification of displacement of one of the friction shoes depends on the transmission ratio of the chain of meshing means provided between the wheel and the
pièce de montage et celui-ci peut bien entendu être réglé. mounting part and this can of course be adjusted.
Claims (9)
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| EP96401441A EP0753727A1 (en) | 1995-07-11 | 1996-06-28 | Device for measuring torque, especially for a motor reduction gear unit which activates a functional element of a vehicle |
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Applications Claiming Priority (1)
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